Climat et nucléaire

Francis Leboutte,ingénieur civil, membre de Fin du nucléaire asbl

Document disponible sur www.findunucleaire.be Libre d'utilisation sous licence Creative Commons BY-ND (paternité, pas de modification)

Le 27 avril 2019www.findunucleaire.be

84 % des femmes enceintes ont une pathologie.

C'est pourquoi la naissance d'un enfant en parfaite santé est un évènement rare.

Docteur Raisa Misura, pédiatre, directrice de l'hôpital central de Stoline*

(bulletin de janvier 2008 du bureau biélorusse de l’ONU)

* La ville de Stoline se trouve au Belarus, à 240 km au nord-ouest de Tchernobyl (Ukraine).

Avertissement

Notre monde connait actuellement une crise systémiquequi dépasse la question du réchauffement climatique.

Se focaliser uniquement sur un des symptômes de cette crise,comme le réchauffement climatique, serait dangereux.

Même si nous parvenions à trouver une « solution » à cesymptôme, nous serions rattrapés par la crise systémique.

À une crise systémique, il faut une réponse systémique.

Réponse qui devrait inclure une réduction radicale des flux de matières et d’énergie

ainsi que des inégalités, notamment.

Cette réponse qui relève del’éthique, de la philosophie et de la politique,

et certainement pas de la technique (les « solutions »),sera abordée dans la 2e partie de l’exposé par Bernard Legros

…

Climat

.

.

Effet de serre - Bilan énergétique de la Terre en 2012

- 47% du rayon. solaire est absorbé par la surface (23% par l’atmosphère)

- Restitution de cette énergie : évaporation, convection, IR (infrarouge).

- IR (longueur d’onde + grande) : piégé par les GES (vap. d’eau, CO2,...).

.

Unités :

W/m2

(J/s.m2)

181

80

79

- GES- nuages- fenêtre

377

397 (IR émispar la surface)

342 (IR émis par l’atm.)

239

rayonnement IR (infrarouge) thermique

IR sortant – Sources :

20

Bilan radiatif de la planète : 340 (#) * 100 +239 (")

Déséquilibre : +1 W/m2(0,6) absorbé par la surface (5 bombes A par sec.)

Adapté de :V. Masson-Delmotte,2014.M.A. Mélières et C.Maréchal, 2015.

- GES -++GES++

- aérosols -

161absorbé parla surface

342absorbé parla surface

abs. par atm.

219

Gaz à effet de serre (GES)

- Principaux GES : vapeur d’eau, CO2, CH4, CFC, O3 et N2O.

- À l’état de trace (ex. du CO2 : 0,0405 % ou 405 ppm*)

- Très absorbants des rayonnements infrarouges(mais pas de la lumière solaire)

* ppm : partie par million

Valérie Masson-Delmotte, Le climat : la terre et le hommes, 2014

Nuages et GES (naturels, 1750) ES additionnel dû àl’espèce humaine

Contributions à l’ES

Concentration en CO2 (seul) dans l’atmosphère

- Température de la terre et concentration en CO2 sont liées.

- Depuis 800.000 ans, jusqu’à notre ère, jamais laconcentration en CO2 n’avait dépassé les 300 ppm :

Selon l’analyse du CO2 dans les bulles d’air d’échantillons de glace

prélevés en Antarctique (forage glaciaire de 3,2 km du Dôme C)

2016

• 2016 : 1ère année à plus de 400 ppm• Mars 2019 : – 410 ppm (500 tous les GES)

– + 1° C

EPICA, European Project for Ice coring in Antarctica - NOAA/ESRL's Global Monitoring Division

Émissions de CO2 dues aux énergies fossiles

www.carbonbrief.org, Global Carbon Project (GCP), décembre 2018

• CO2 uniquement, énergies fossiles uniquement.

• 2018 : + 2,7 % (record des 7 dernières années).

• Autre source de CO2 anthropogénique (> 10 %): changementd’affectation des sols (déforestation principalement).

Émissions de CO2 par source

Premières sources de CO2 :

• 2016 : charbon (14,5 Gt), pétrole (12,5 Gt).

• Cumulées (1870-2016) : charbon (32 %), sols (31 %), pétrole (25 %).

Global Carbon Project 2017

Réaffectation des sols

Cimenteries et torchères

Gaz

Pétrole

Charbon

Gt CO2/an

Évolution du glacier Muir en Alaska

de 1941 à 2004

Entre les 63 ans qui

séparent ces deux

photos, le glacier a

reculé de plus de

7 km.

www.usgs.gov/climate_landuse/glaciers/

Émissions des GES et inégalités selon les régions

Émission sur base de la consommation : - Réalloue des émissions aux pays riches

(+ 41 % en Europe)

- Ajuste l’inégalité à la hausse.

Soutenable :

- Scénario d’atténuation (RCP2.6) :

budget de 1.000 GtCO2e -> 2100

- Cumul de la population annuelle

jusque 2100 : 795 milliards

#

Thomas Piketty, Lucas Chancel. Carbon and inequality: from Kyoto to Paris. 2015

• Ratio par rapport à la moyennemondiale

• % C-P : rapport Cons./Prod. en %

En tonne de CO2e* par individu et par an (moyenne par région),

selon la production (Prod.) et la consommation (Cons.) - 2013

Prod. Ratio Cons. Ratio % C-PMonde 6,2 1,0 6,2 1,0 0

Amérique du N. 20,0 3,2 22,5 3,6 +13Russie - Asie C. 10,0 1,6

Europe de l'O. 9,0 1,5 13,1 2,1 +41Moyen-Orient 8,0 1,3 7,4 1,2 -8

Chine 8,0 1,3 6,0 1,0 -25Amérique du S. 5,2 0,8 4,4 0,7 -15

Asie du S. 2,4 0,4 2,2 0,4 -8

Afrique 2,4 0,4 1,9 0,3 -21

Soutenable 1,3 0,2 1,3 0,2 0

1,3 tCO2e par individu et par an, soit :

- 10 fois moins que la moyenne européenne

- 5 fois moins que la moyenne mondiale

* CO2e : équivalent-CO2

Partage du monde en 3 groupes d’individus : les 10 % les plus émetteurs, 40 % (médian) et 50 % (les moins...)

Thomas Piketty, Lucas Chancel. Carbon and inequality: from Kyoto to Paris. 2015

Règle des 10-50 :

-10 % les plus émetteurs : 50 % des GES

Répartition de ces GES par pays : USA : 40 % - UE : 20 % - Chine : 10 % - ...

(pays émergents : 33 %)Moyenne/individu : 28 tCO2e

- 50 % les moins émetteurs : 10 % des GES

Répartition... : Inde : 36 % - Chine : 16 % - ... (non représentés : UE, USA, Japon,...)

Moyenne/individu : 1,6 tCO2e

Les 40 % des émetteurs du groupe médian : ± 40 % des GES

Répartition... : Chine : 35 % - UE : 18 % - USA : 5 % - ...

Moyenne/individu : 6,5 tCO2e

Une évidence

Plus vous êtes riche, plus

- vous contribuez à la destruction de la nature,

- vous êtes une menace pour la survie de l’espèce humaine.

Éloge d’une certaine pauvreté :

Gandi (Autobiographie, 1925) :

« Il n’y aura pas de réforme possible

tant que les gens éduqués et riches

n’accepteront pas volontairement le statut des pauvres ».

et une conséquence

Nucléaire et climat

.

.

La fission nucléaire

– La production de 3 neutrons (n) permet une réaction en chaîne(contrôlée ou non)

– Autres possibilités de fission de l’U-235 : I-131, Cs-137, Sr-90,...– Filiation radioactive : ...

# Pb, etc. (+ « rayonnements » ionisants " , ') ")

– U-238 + neutron # Pu-239 (radio-isotope fissile artificiel)

+ "+ E

E = mc2

+( & %#%$$$

Uranium-235radio-isotopefissile naturel

n

n

n

n

La position de l’AIEA(Agence internationale de l'énergie atomique)

« Les émissions de GES du nucléaire,tout le cycle de vie considéré,sont parmi les plus faibles et

représentent moins de 15 g de CO2eq par kWh »

AIEA

– Créée en 1957.

– Dépend directement du Conseil de sécurité de l’ONU.

– « Accélérer et accroitre la contribution de l'énergie atomiqueà la paix, la santé et la prospérité dans le monde entier ».

– A la main sur l’OMS (accord de 1959).

Un organe de lobbying au sein même de l’ONU,financé par de l’argent public.

Climate change and nuclear power, IAEA, 2016

Position relayée par le « Forum » Nucléaire belge

Source : Forum du nucléaire belge (film et site web)

– Mission : Informer le public sur la technologie nucléaire.

– Membres : ENGIE-ELECTRABEL, EDF LUMINUS, ORANO (AREVA),WESTINGHOUSE, etc.

– Budget annuel de cette ASBL : plusieurs millions # (2009)

« Pour combattre le changement climatique,le nucléaire fait partie de la solution »

Une position qui percole partout :dans les média, les institutions…, y compris le GIEC

Extrait de la page 1335 du 5e rapport du GIEC

Nuclear : 12 gCO2eq/kWh

1) Nucléaire – par réacteur (1 GW)

– par an

Plus :– Plusieurs t de zirconium* pour les assemblages d’uranium.– 400 t de chlore et fluor (enrichissement). Etc.– Déchets, eau contaminée et radioactivité à toutes les étapes.

* 90 % de la production mondiale. Réserves : 50 ans au rythme actuel.

Éléments d’intuition ( )Le combustible

Bihouix (zirconium). IRSN (stérile)

25 t uranium enrichi à 4-5 % d’U235

200 t d’uranium (0,7 % d’U235)

200 000 t minerai800 000 t stérile

– Dans le c"ur– 1 t fissionnée

1 Mt de roche

Radioactivité : – 1000 bombes A– Déchets : x 1 milliard

– Dette énergétique– Dette GES

U appauvri à 0,3 %

2) Éolien : sans objet

Éléments d’intuition ( )Les matériaux consommés (sur le cycle de vie)

Consommation en g/kWh– Nucléaire : 200– Éolien : 7(10)

– Rapport de ± 20– Relation entre consommation de matériaux et

émission des GES

Recyclabilité– Nucléaire : 5 % du total (95 % est contaminé)– Éolien : ± important selon la conception

...

Éléments d’intuition ( )Les coûts

– Fermeture anticipée de réacteurs aux USA et ailleurspour cause de rentabilité.

– Projets en cours arrêtés (2 AP1000 aux USA en 2017 – 5 G$)

– EPR Flamanville : 3,3 # 11 G#. Mise en service : 2012 # 2020 ?

# Sans les subsides…

Mycle Schneider, The World Nuclear Industry Status Report 2018

En 2017Nucléaire : > 100 #/MWhPV et éolien: < 50 #/MWh

LCOE : Levelized Cost of Energy

Prix de revient moyen sur la durée de vie de l’installationen $/MWh (seuil de rentabilité)

LCOE analysis, Lazard, 2017 (pour USA)

Éléments d’intuition ( )Énergie (GES) : la part du nucléaire, présente et future

– Monde (2017), nucléaire : 10 % de l’électricité, < 2 % E finale

– Durée de construction d’un réacteur : > 10 ans (WNA).

– Vu les coûts…

Mycle Schneider, The World Nuclear Industry Status Report 2018

Industrie en déclin, faillites

1. Les pré-processus : extraction minerai U, broyage et concentration (yellow cake). Purification, enrichissement (U235 : 0,7#4-5 %) et fabrication du combustible.

2. Centrale : construction, maintenance, réparation et opération.

3. Nombreux post-processus (pas tous maîtrisés...) : démantèlement et nettoyage du site de la centrale et autres sites, refroidissement, traitement et conditionnement des déchets, construction des sites de stockage divers, stockage, réhabilitation des sites miniers...

…

Chaîne des processus nucléaires,du minerai au déchet, durant 100 à 150 ans

Minerai U

Énergie entrante

Énergie sortante

Énergie entrante

Pré-processus

Post-processus

Centrale nucléaire

Radioactivitéartificielle

CombustibleGestion des

déchets radioactifs

5%

Énergie entrante

Production de CO2 au cours du CV (cycle de vie) du nucléaire

...

– Tous les processus produisent du CO2,seul le processus « opération » en produit relativement peu.

– Fortes incertitudes :– Les processus déchets longue durée de vie ne sont pas définis.– Extraction : teneur du minerai à 30-50 ans.– Pas de données publiées sur les autres GES que le CO2.

Remarques

– Les filières des renouvelables :– Nécessitent bien moins de processus.– Tous les processus sont maîtrisés.

– Consommation de matériaux en g/kWh : – Nucléaire* : 200 – Minerai à 0,1%

– Éolien : 6 (10) – Terrestre (marin)

* Plus de 90 % non recyclable du fait de la contamination radioactive.

Rapport > 20 # idée du rapport des émissions de GES

Radioactivité artificielle etdette énergétique (GES) produites lors du CV

* Jan Willem Storm van Leeuwen, Climate change and nuclear power, 2017

– Tous les processus libèrent de la radioactivité artificielledans l’environnement (sauf ceux de construction des sites).

– Un réacteur d’1 GWe génère chaque année autant deradioactivité que 1.000 bombes d’Hiroshima (6.000 b./an en Be).*

Dit autrement : la filière nucléaire génère 1 milliard de fois laradioactivité du combustible utilisé.*

# Émission retardée de GES liée aux déchets radioactifs et à une dette énergétique (GES) difficile à quantifier,peut-être de l’ordre de l’énergie nette produite par la filière(pas de solution avérée pour les déchets de longue durée).

Bilan du CO2 de la filière nucléaire

• 8 fois plus que l’éolien

• 3 fois plus que le PV

Jan Willem Storm van Leeuwen, Climate change and nuclear power, 2017

Hypothèses

- 25 ans à pleine puissance(plus que la moyenne actuelle)

- Teneur minerai U : 0,05 %(teneur actuelle moyenne)

- Pas d’autres GES que le CO2

Facteurs aggravants

Autres GES que le CO2, non pris en compte

– Pas de données disponibles

– Mais les pré-processus font largement appel

• au fluor (100 000 t/an)

• au chlore (50 000 t/an)

# émission de GES à fort potentiel de réchauffement.

Qualité du minerai d’uranium

– Point d’équivalence au charbon (CO2) : teneur de ± 0,02 %

– À quand ce point d’équivalence ?

– Maintien de capacité actuelle du nucléaire (< 400 GWe) : 2070 ?

– Doublement de la capacité actuelle : 2050 ?

…

Au vu des constats précédents et de ces facteurs aggravants,il est exclu que le nucléaire puisse jamais jouer un rôle

dans la réduction des émissions des GES.

Valeurs moyennes en g CO2e/kWh pour quelques filières énergétiques

Éolien : 15Hydro : 20PV : 40 (± selon la technologie)Géothermie : 45Nucléaire : 117 (et plus vu les inconnues et incertitudes)Gaz naturel : 650 (500)Mazout : 900Charbon : 1000

REMARQUES

- Domaine complexe : - Bilans matières.- Origine et mode de production de ces matières.

- Dispersion normale pour les renouvelables (soleil, vent).- Plus simple pour les filières fossiles : énergie grise marginale.

Nucléaire et climat

…

II. La dette énergétique liée aux déchets radioactifs àlongue durée de vie pourrait dépasser l’énergie nettejamais produite par la filière elle-même.

• De ce fait, mettrait le nucléaire au niveau du charbon en termes de GES.

III. Avec la diminution de la qualité du minerai d’uranium, l’extraction, le broyage et le raffinage produirontde plus en plus de GES :

• Dans quelques décennies, la quantité de GES émisepar kWh nucléaire dépassera le niveau du kWh fossile.

Le nucléaire n’est donc pas une « solution »au réchauffement climatique.

I. Même avec des hypothèses basses, la filière du nucléaire produit largement plus de GES que les filières des énergies renouvelables.

Faut-il arrêter le nucléaire ?

1. Technique contre nature– Apparition et complexification de la vie avec la diminution de la radio-

activité naturelle depuis des milliards d’années. Depuis 1945 : inversion.– Menace contre le génome, de l’homme et des autres espèces.

2. Éthique– Au profit de quelques uns aujourd’hui.– Au dépens des autres et des milliers de générations à venir.

3. Industrie illégitimeConvention de Paris (1960) : opérateurs déresponsabilisés,risque « assumé » par la population.

4. ClimatPas une « solution » mais un frein à la « transition » énergétique.

5. Tchernobyl sur Meuse demain ?« Un accident nucléaire majeur ne peut être exclu nulle part »(PF Chevet, président de l’Autorité de sûreté nucléaire, Le Monde, 2016).

– Tchernobyl : 5 x Belgique : 80 % des enfants malades de la radioactivité.– Fukushima : 1 x Belgique fortement contaminée, 4/5 rejets en mer.– 1957 : Windscale et Mayak. 1979 : Three Mile Island.– Merci la chance : Blayais (1999), Forsmark (2006), etc.

Élections du 26 mai 2019Fin du nucléaire ASBL

Questionnaire envoyé aux partis politiques de Belgique :

– Filière nucléaire.– Avenir énergétique de la Belgique.– TIAN.

Réponses des partis politiques et l’analyse de l’ASBL Fin du nucléaire : voir www.findunucleaire.be

...